蔡军

江苏城市职业学院南通办学点 江苏南通 226006

摘要：目前，我国的环境问题日益严重，雾霾几乎笼罩了全国，所以我们大家应积极思考如何充分利用大自然给与我们的有限资源，从而使得我们的社会能健康、持续的发展下去。绿色设计是以高效利用资源和能源获得绿色产品为目的的设计，它必将成为成为我们机械制造行业未来发展的主要方向。

关键词：工程机械；绿色设计；可持续发展

21世纪以来，全球的经济突飞猛进，但同时也面临着环境、资源、能源和人口这四大问题，其中以环境污染最为严重，全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、空气污染、雾霾、水源污染、土地沙化等等。与此同时，工程机械在大量生产的过程中，向大自然排放的污水、废气、废渣、噪声等污染物，严重威胁了人类的健康与生存空间。因此绿色设计和绿色制造是人类社会可持续发展的必由之路，它是解决制造业环境污染问题的根本方法之一，也是实施环境污染源头控制的关键途径之一。

一、工程机械绿色设计的概念

机械产品绿色设计是以产品的生命周期为限，在产品的设计过程中重点考虑产品的环境属性，并在保证产品应有功能和品质的前提下最大限度地满足生态环境目标要求。

二、工程机械绿色设计技术

2.1微机械技术

微机械的技术关键是微细加工技术，微细加工指加工尺度约在微米级范围的加工方法，具有体积小、精度高、重量轻、能耗低、效率高等优点，适合机械行业大批量产品生产，可以降低生产成本，减少环境污染。

2.2快速成形技术 

快速成形技术是基于材料堆积法的一种高新制造技术，它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。

2.3虚拟现实技术 

利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境。虚拟设计基本上不消耗能量，也不生产实际产品，而是产品的设计、开发与加工过程在计算机上的本质实现，即完成产品的数字化过程。与传统设计相比，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特征，便于设计人员及时了解产品的三维模型及其加工、装配过程，对提高产品的开发速度和保证开发质量具有重要意义。

三、工程机械绿色设计的典型设计

3.1工程机械动力装置的绿色选型设计

常用工程机械动力为内燃机，内燃机环境性指标主要存在问题有：消耗一次性能源石油；有噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。因此，应设计低公害的发动机。要想达到此目的，主要从以下两方面入手：（1）从发动机的结构方面进行改进，改进喷油器的结构使喷油雾化好、功率大，压力室容积小，使燃油完全燃烧，减少CO和HC的排放,保护环境；（2）使用绿色燃料。工程机械动力绿色选型设计应优先选择电力为动力的工程机械，加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机绿色化学设计的研究，包括汽油无无铅化与汽油抗磨性，柴油低硫化与柴油润滑性，生态燃料与生态摩擦学，汽油机沉积物与汽油清净剂，柴油机颗粒与消烟助燃剂，润滑油和添加剂与排放催化转化，润滑剂生物降解性与生物降解润滑剂，催化助燃 / 补燃，发动机机械与化学材料制造等等。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。

3.2工程机械液压系统的绿色设计

工程机械液压系统的主要故障是泄漏，其原因为：一是密封不好，二是液压元件的损坏。泄漏的发生，可造成资源的浪费和环境的污染，且由于油液润滑不良，加剧机械设备的磨损，影响设备的使用寿命和工作性能。针对泄漏最好的办法是提高密封技术，设计方面密封结构要改进，制造方面工艺要提高。引起液压元件的损坏的主要原因是液压油的不清洁。工程机械液压油的污染物分为装配污染物、入侵污染物和生成污染物。装配污染物主要产生于厂家的制造、装配和调试过程中，入侵污染物和生成污染物产生于使用过程中，取决于工程机械的工作环境、 维护和保养水平。 为此，在设计阶段要合理选择液压元件的参数和结构，提高密封效果；所有元器件在加工工序后都必须认真清洗、清除毛刺、油污等；组装前必须保持环境的清洁，采取干装配方法； 投入正常使用时，新油加入油箱前要经过静放沉淀，过滤后方可加入系统中。

3.3　工程机械工作装置的绿色设计

工程机械工作装置的主要污染是噪声，振动是主要噪声源，如振捣器、凿岩机、打桩机等，利用超声波原理开发的超声工程机械产品，如超声波振捣器、超声波、凿岩机等能有效解决噪声污染，是振动工程机械的发展方向。其它机械噪声用自适应有源噪声控制系统控制工作装置噪声。

3.4　工程机械材料的绿色设计

绿色制造过程和绿色使用也是工程机械绿色化中重要的一环。在工程机械的制造过程中采用绿色加工设备、原材料，通过绿色加工工艺实现制造的绿色化；在工程机械的施工现场采取有效的保护措施，通过保养、维修防止机械故障，保证设备的完好率，提高机械寿命，也就是节省了资源。

四、结束语

保护环境、维持生态平衡是全世界人民的内心呼唤 ，机械工业作为社会生产的主导 ，推行绿色技术已刻不容缓。绿色设计与绿色制造技术将成为本世纪机械行业的主要发展方向，也是改善工业环境的重要途径，工程机械的绿色设计要求以集成的、并行的方式设计产品及其生命周期全过程，力求使产品开发人员在设计开始就考虑到产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，如质量、成本、用户要求、环境影响、资源消耗状况等。工程机械如若实现了绿色设计与制造，将大大加快工程机械行业的迅速发展，也是工程机械发展的必然趋势，从而真正实现工程机械设计与制造的高质量、低成本、高效率、低污染的目标，绿色技术将对人类未来的生存环境起到深远的影响。

参考文献

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